JP2021060071A - Tapered roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円すいころ軸受に関し、特に、軸受内部に潤滑油が供給される円すいころ軸受に関する。 The present invention relates to a tapered roller bearing, and more particularly to a tapered roller bearing in which lubricating oil is supplied to the inside of the bearing.
近年、一部のハイブリッド車のトランスミッションのように、エンジン停止時に潤滑油ポンプを停止する機構が登場しており、軸受の焼付き問題を生じさせやすい。また、自動車の被牽引時には潤滑油ポンプが作動せずにタイヤが空転するため、トランスミッション内の軸受に焼付きが生じることがある。このため、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても焼付きを防止することができる軸受が求められている。 In recent years, a mechanism for stopping the lubricating oil pump when the engine is stopped, such as the transmission of some hybrid vehicles, has appeared, which tends to cause a seizure problem of bearings. In addition, when the vehicle is towed, the lubricating oil pump does not operate and the tires spin, which may cause seizure of the bearings in the transmission. Therefore, there is a demand for bearings that can prevent seizure even in a lubricating environment in which the supply of lubricating oil is intermittent or in a lubricating environment in which a small amount of lubricating oil is used.
従来の円すいころ軸受として、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に組み込まれる複数の円すいころと、複数の円すいころの周方向の間隔を保持する環状の保持器と、を備え、保持器の大径側円環部に、大径側ポケット面に開口し、潤滑油を毛細管現象で導入して保持する保油孔が形成されるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional tapered roller bearing, the outer ring, the inner ring, a plurality of tapered rollers incorporated between the outer ring and the inner ring, and an annular cage for maintaining the circumferential distance between the plurality of tapered rollers are provided and held. It is known that an oil-retaining hole is formed in the large-diameter annular portion of the vessel by opening the large-diameter pocket surface to introduce and hold the lubricating oil by capillarity (see, for example, Patent Document 1). ).
ところで、上記特許文献1に記載の円すいころ軸受では、保油孔の孔径が軸方向外側から軸方向内側(ころ側)に向かうに従って次第に大きくなるように設定され、且つ保油孔の最も外径側の面が軸方向内側に向かうに従って次第に径方向外側に傾斜するように形成されている。さらに、保油孔の孔径も2mm以下(望ましくは1.5mm以下)に設定されており、毛管力で潤滑油を保持するには保油孔が大き過ぎる。これらのため、軸受回転に伴う遠心力により潤滑油が保油孔から短時間で流出してしまうので、潤滑油を保持できるのは、軸受静止状態から回転開始直後までの間であり、軸受回転状態では保油孔に潤滑油を長時間保持することができなかった。また、保油孔の孔径が大きく毛管力が低いため、軸受静止時においても保油孔に潤滑油を長時間保持することができなかった。さらに、保油孔の孔径が軸方向外側から軸方向内側(ころ側)に向かうに従って次第に大きくなるように設定されるため、毛管力がころから潤滑油を離す方向に強く働くため、毛管力を利用してころに安定した給油を行うことが困難であった。 By the way, in the tapered roller bearing described in Patent Document 1, the hole diameter of the oil-retaining hole is set so as to gradually increase from the outer side in the axial direction toward the inner side (roller side) in the axial direction, and the outermost diameter of the oil-retaining hole is set. The side surface is formed so as to gradually incline outward in the radial direction toward the inside in the axial direction. Further, the pore diameter of the oil retention hole is also set to 2 mm or less (preferably 1.5 mm or less), and the oil retention hole is too large to hold the lubricating oil by capillary force. For these reasons, the lubricating oil flows out from the oil retention holes in a short time due to the centrifugal force accompanying the rotation of the bearing. Therefore, the lubricating oil can be held from the stationary state of the bearing to immediately after the start of rotation, and the bearing rotates. In the state, the lubricating oil could not be held in the oil retention holes for a long time. Further, since the pore diameter of the oil retention hole is large and the capillary force is low, the lubricating oil cannot be retained in the oil retention hole for a long time even when the bearing is stationary. Furthermore, since the pore diameter of the oil retention hole is set to gradually increase from the outside in the axial direction toward the inside (roller side) in the axial direction, the capillary force acts strongly in the direction of separating the lubricating oil from the rollers, so that the capillary force is increased. It was difficult to provide stable refueling by using it.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても焼付きを防止することができ、また、軸受回転に伴う遠心力が作用したとしても保油孔に潤滑油を長時間保持することができ、軸受静止時においても保油孔に潤滑油を長時間保持することができ、さらに、ころに安定した給油を行うことができる円すいころ軸受を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to burn even in a lubricating environment in which the supply of lubricating oil is intermittent or in a lubricating environment in which a small amount of lubricating oil is used. It is possible to prevent sticking, and even if centrifugal force due to bearing rotation acts, the lubricating oil can be retained in the oil retention holes for a long time, and the lubricating oil can be retained in the oil retention holes for a long time even when the bearing is stationary. It is an object of the present invention to provide tapered roller bearings that can be held and that can stably lubricate rollers.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1)内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、前記複数の円すいころを周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備え、前記保持器は、大径側円環部と、前記大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、前記大径側円環部と前記小径側円環部とを軸方向に連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記円すいころを転動可能に保持するポケットと、を有する円すいころ軸受であって、前記大径側円環部には、毛管力で潤滑油を保持する少なくとも1つの保油孔が前記大径側円環部を軸方向に貫通して形成され、前記保油孔の径方向幅は、0.5mm以下で軸方向外側から軸方向内側に向かうに従って次第に小さくなるように設定され、前記保油孔の最も外径側の面が軸受中心軸と略平行に形成されることを特徴とする円すいころ軸受。
(2)前記保油孔の最も内径側の面が軸方向内側に向かうに従って次第に径方向外側に傾斜するように形成されることを特徴とする(1)に記載の円すいころ軸受。
(3)前記保油孔は、円形状又は前記大径側円環部の周方向に沿ったスリット形状であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の円すいころ軸受。
(4)前記円すいころの大径側端面は、前記大径側端面の中心部に形成される円形状の凹部と、前記凹部の周囲に設けられ、前記大径側円環部の軸方向内端面と接触可能な円環状の接触面と、を有し、前記保油孔の前記円すいころ側の開口は、前記円環状の接触面と前記大径側円環部の軸方向内端面とが前記円すいころの長手方向において重なり合う領域に収まるように設けられることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1つに記載の円すいころ軸受。
(5)前記大径側円環部の軸方向内端面は、凹球面状に形成されることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1つに記載の円すいころ軸受。
(6)潤滑油が軸受内部に断続的に供給される、或いは、軸受内部の潤滑油が微量である潤滑環境下で使用されることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1つに記載の円すいころ軸受。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) An outer ring having an outer ring raceway surface on the inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway surface on the outer peripheral surface, and a plurality of tapered rollers provided so as to be rollable between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface. A cage that holds the plurality of tapered rollers at substantially equal intervals in the circumferential direction is provided, and the cage has a large diameter side annular portion and a small diameter arranged coaxially with the large diameter side annular portion. The side annular portion, the large-diameter side annular portion, and the small-diameter side annular portion are connected in the axial direction, and a plurality of pillar portions provided at substantially equal intervals in the circumferential direction are adjacent to each other in the circumferential direction. A tapered roller bearing having a pocket formed between columns and holding the tapered roller so that it can roll, and at least one tapered roller bearing having a large diameter side annular portion holding lubricating oil by capillary force. The oil-retaining hole is formed so as to penetrate the large-diameter annular portion in the axial direction, and the radial width of the oil-retaining hole is 0.5 mm or less and gradually decreases from the outer side in the axial direction to the inner side in the axial direction. Tapered roller bearings, characterized in that the outermost diameter side surface of the oil retaining holes is formed substantially parallel to the bearing central axis.
(2) The tapered roller bearing according to (1), wherein the innermost surface of the oil retention hole is formed so as to gradually incline outward in the radial direction toward the inner side in the axial direction.
(3) The tapered roller bearing according to (1) or (2), wherein the oil retaining hole has a circular shape or a slit shape along the circumferential direction of the large diameter side annular portion.
(4) The large-diameter side end face of the tapered roller is provided around the circular recess formed in the center of the large-diameter end face and the recess, and is within the axial direction of the large-diameter annular portion. It has an annular contact surface that can contact the end surface, and the opening of the oil retention hole on the tapered roller side is such that the annular contact surface and the axial inner end surface of the large diameter side annular portion are formed. The tapered roller bearing according to any one of (1) to (3), wherein the tapered roller bearing is provided so as to fit in an overlapping region in the longitudinal direction of the tapered rollers.
(5) The tapered roller bearing according to any one of (1) to (4), wherein the inner end surface of the large-diameter annular portion in the axial direction is formed in a concave spherical shape.
(6) Any one of (1) to (5), wherein the lubricating oil is intermittently supplied to the inside of the bearing, or the lubricating oil inside the bearing is used in a lubricating environment in a small amount. Tapered roller bearings listed in 1.
本発明によれば、保持器の大径側円環部に、毛管力で潤滑油を保持する少なくとも1つの保油孔が大径側円環部を軸方向に貫通して形成されるため、軸受に潤滑油が供給されずに軸受内の潤滑油が微量になったとしても、保油孔に蓄えられた潤滑油が円すいころの大径側端面に供給される。このため、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても軸受の焼付きを防止することができる。 According to the present invention, at least one oil-retaining hole for holding the lubricating oil by the capillary force is formed in the large-diameter annulus portion of the cage so as to penetrate the large-diameter annulus portion in the axial direction. Even if the amount of lubricating oil in the bearing is small without supplying the lubricating oil to the bearing, the lubricating oil stored in the oil retention holes is supplied to the large-diameter side end face of the cone. Therefore, seizure of the bearing can be prevented even in a lubricating environment in which the supply of the lubricating oil is intermittent or in a lubricating environment in which the amount of the lubricating oil is very small.
また、保油孔の径方向幅を0.5mm以下に設定して強い毛管力を得ているので、軸受静止時に保油孔のみで潤滑油を長時間保持することができる。また、保油孔の最も外径側の面が軸受中心軸と略平行に形成されるため、保油孔内の潤滑油に作用する軸受回転に伴う遠心力の影響を最小限にし、軸受回転に伴う遠心力が作用したとしても保油孔に潤滑油を長時間保持することができる。さらに、保油孔の径方向幅が、軸方向外側から軸方向内側に向かうに従って次第に小さくなるように設定されるため、毛管力が円すいころに潤滑油を接近させる方向に働き、保油孔が円すいころの大径側端面に接したときに安定した給油を行うことができる。 Further, since the radial width of the oil retention hole is set to 0.5 mm or less to obtain a strong capillary force, the lubricating oil can be held for a long time only by the oil retention hole when the bearing is stationary. In addition, since the outermost surface of the oil retention hole is formed substantially parallel to the bearing center axis, the influence of centrifugal force due to the bearing rotation acting on the lubricating oil in the oil retention hole is minimized, and the bearing rotation. Lubricating oil can be retained in the oil retention holes for a long time even if the centrifugal force associated with the above acts. Further, since the radial width of the oil retention hole is set to gradually decrease from the outside in the axial direction to the inside in the axial direction, the capillary force acts in the direction of approaching the lubricating oil to the tapered roller, and the oil retention hole is formed. Stable refueling can be performed when it comes into contact with the large-diameter side end face of tapered rollers.
以下、本発明に係る円すいころ軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a tapered roller bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態の円すいころ軸受10は、図1に示すように、内周面に外輪軌道面11aを有する外輪11と、外周面に内輪軌道面12aを有する内輪12と、外輪軌道面11aと内輪軌道面12aとの間に転動可能に設けられる複数の円すいころ13と、複数の円すいころ13を周方向に略等間隔に保持する保持器14と、を備える。なお、本実施形態では、ハウジングH(図9参照)の内部を循環する潤滑油が、潤滑油ポンプP(図9参照)などにより軸受内部に適宜供給される。
As shown in FIG. 1, the tapered roller bearing 10 of the present embodiment has an
内輪12は、内輪12の大径側端部に設けられる大鍔部12bと、内輪12の小径側端部に設けられる小鍔部12cと、を有する。内輪12の内輪軌道面12aは、略円すい状に形成されている。また、外輪11の内周面(外輪軌道面11a)は、略円すい状に形成されている。
The
円すいころ13は、円すいころ13の周面に設けられる転動面13aと、円すいころ13の大径側端部に設けられる大径側端面13bと、円すいころ13の小径側端部に設けられる小径側端面13cと、を有する。また、大径側端面13bは、曲率半径Raの凸球面状に形成されており、その中心部に円形状の凹部13dが形成されている。上記凸球面の中心は、円すいころ13の自転軸上に位置している。
The
保持器14は、合成樹脂製であり、アキシアルドローにより射出成形されており、図1〜図3に示すように、大径側円環部15と、大径側円環部15と同軸配置される小径側円環部16と、大径側円環部15と小径側円環部16とを軸方向で連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部17と、周方向に互いに隣り合う柱部17間で、大径側円環部15及び小径側円環部16により囲まれて形成され、円すいころ13を転動可能に保持するポケット18と、を有する。
The
また、保持器14は、保持器14の小径側円環部16の軸方向内端面16aと円すいころ13の小径側端面13cとの間のころ軸方向寸法がD1である、第1隙間S1を有する。また、保持器14は、保持器14の大径側円環部15の軸方向内端面15aと円すいころ13の大径側端面13bとの間のころ軸方向寸法がD2である、第2隙間S2を有する。なお、ころ軸方向寸法D1,D2は、円すいころ13の中心軸(自転軸)方向に沿った寸法である。
Further, the
また、保持器14の大径側円環部15の軸方向内端面(以下、単に「ポケット面」とも言う)15aの表面は、粗く形成されており、具体的なポケット面15aの表面粗さ(算術平均粗さ)は3μm〜20μmに設定される。
Further, the surface of the axial inner end surface (hereinafter, also simply referred to as “pocket surface”) 15a of the large diameter side
そして、大径側円環部15のポケット面15aの粗さは、後述する保油孔20が蓄えた潤滑油を円すいころ13に導くように機能する。これにより、ポケット面15aの保油能力及び給油能力を高めることができる。また、後述する保油孔20の内面も保油能力を高めるために粗く形成されていた方が好ましい。また、ポケット面15aが保持器成形時の型抜き方向に対してほぼ垂直なため、ポケット面15aを粗く形成したとしても、成形後の離型の際に支障になることはない。なお、ポケット面15aの表面粗さは、全てのポケット18に対して設定してもよいし、一部のポケット18に対して設定してもよい。
The roughness of the
大径側円環部15のポケット面15aは、曲率半径SRyの凹球面状に形成されている。そして、ポケット面15aの凹球面状の曲率半径SRyは、円すいころ13の大径側端面13bの凸球面状の曲率半径Raの±10%以内に設定されている(0.9Ra≦SRy≦1.1Ra)。これにより、ポケット面15aと円すいころ13の大径側端面13bとの密着度合いが向上するため、高い保油及び給油効果を得ることができる。しかしながら、SRyをRaに一致(SRy=Ra)させて全面当りにしてしまうと、摩擦抵抗が増加してしまうため、僅かに曲率半径をずらして完全密着させない状態が最適である。
The
また、図1〜図3に示すように、保持器14の大径側円環部15には、毛管力で潤滑油を保持する3つの保油孔20が形成されている。保油孔20は、全体が部分円錐形状(軸受中心軸CLに直交する平面における断面形状が略円形)であり、大径側円環部15を軸方向に貫通して形成されている。保油孔20は、ポケット面15aにおいて、略円形状に開口している。なお、保油孔20は、全てのポケット18に対して設けられてもよいし、一部のポケット18に対して設けられてもよい。また、保油孔20は、1つ以上形成されていればよく、その数は任意である。また、保油孔20の断面形状は、円形状に限定されず、三角形状や矩形状などの多角形状、星形状、涙形状(雫形状)などの任意の形状に変更可能である。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, three oil retention holes 20 for holding the lubricating oil by capillary force are formed in the large diameter side
また、保油孔20の径方向幅(孔径)Wは、0.5mm以下で軸方向外側から軸方向内側に向かうに従って次第に小さくなるように設定されている。具体的に本実施形態では、保油孔20の軸方向外端の径方向幅(孔径)W1は0.5mm、保油孔20の軸方向内端の径方向幅(孔径)W2は0.2mmに設定されている。また、保油孔20の最も外径側の面21が軸受中心軸CLと略平行に形成されている。また、保油孔20の最も内径側の面22が軸方向内側に向かうに従って次第に径方向外側に傾斜するように形成されている。
Further, the radial width (hole diameter) W of the
このように構成された円すいころ軸受10では、保油孔20と円すいころ13の大径側端面13bとが接触する時のみ毛管現象により潤滑油が円すいころ13の大径側端面13bに供給される。また、非接触時は、毛管力により潤滑油が保油孔20に保持されるため、保油孔20から潤滑油は流出しない。
In the tapered
図3は、保油孔20と円すいころ13の大径側端面13bとの位置関係を示す模式図である。円すいころ13の大径側端面13bは、大径側端面13bの中心部に形成される円形状の凹部13dと、凹部13dの周囲に設けられ、ポケット面15aと接触可能な円環状の接触面13eと、を有する。そして、3つの保油孔20の円すいころ13側の開口は、円すいころ13の大径側端面13bとポケット面15aとが円すいころ13の長手方向において重なり合う領域(円すいころ13の長手方向に見たときに重なり合う領域)に収まるように設けられる。より詳細には、3つの保油孔20のうちで周方向中央部に位置する保油孔20は、円すいころ13側の開口の全体が、円環状の接触面13eとポケット面15aとが円すいころ13の長手方向において重なり合う領域に収まるように設けられる。一方、3つの保油孔20のうちで周方向両側に位置する2つの保油孔20は、円すいころ13側の開口の一部のみ(図示の例では略半分)が、円環状の接触面13eとポケット面15aとが円すいころ13の長手方向において重なり合う領域に収まるように設けられる。このように、本実施形態の場合、保油孔20の円すいころ13側の開口は、少なくとも開口端部の一部が、円環状の接触面13eとポケット面15aとが円すいころ13の長手方向において重なり合う領域に収まるように設けられる。
FIG. 3 is a schematic view showing the positional relationship between the
保持器14は、合成樹脂製であり、例えば、アキシアルドローにより射出成形可能である。大径側円環部15のポケット面15aの表面粗さ及び保油孔20もこの射出成形により同時に形成可能である。この場合、加工工程の追加、二色成形(ダブルモールド)のような特殊な成形、及び別途製作した保油部材の接着などが不要である。従って、製造コストをほぼ増大させることなく、耐焼付き性を向上することができる。
The
また、保持器14の材料としては、特に制限はなく、例えば、ナイロンなどの一般的な保持器樹脂材を挙げることができる。なお、保持器14の合成樹脂に強化剤として繊維を含有させてもよい。
The material of the
このように構成された円すいころ軸受10では、軸受に潤滑油が供給され軸受内が潤滑油で満たされている場合、軸受回転のポンプ作用により潤滑油が内輪12の小径側から大径側へ流れる現象が起きる。従って、上記ポンプ作用による潤滑油の流れの力を受けて、保持器14が円すいころ13の大径側に軸方向に移動するため、保持器14の大径側円環部15が円すいころ13から離れ、大径側円環部15の保油孔20と円すいころ13の大径側端面13bが非接触となる。このとき、軸受に供給された潤滑油は、毛管力により保油孔20内に蓄えられる。
In the tapered
その一方、軸受に潤滑油が供給されず軸受内の潤滑油が微量である場合、ポンプ作用による潤滑油の流れは発生せず、保持器14は自重の分力により円すいころ13の小径側に軸方向に移動するため、保持器14の大径側円環部15の保油孔20が円すいころ13の大径側端面13bに接触する。これにより、保油孔20に蓄えられた潤滑油が円すいころ13の大径側端面13bに供給される。つまり、軸受内の潤滑油が微量である場合にのみ、保油孔20が円すいころ13の大径側端面13bに接触し、潤滑油が円すいころ13に供給される。なお、本発明の円すいころ軸受10は、保持器14の自重の分力を利用して保持器14を移動させるものであるため、水平に設けられる軸(横軸)を支持する構造に用いるのが好適である。
On the other hand, when the lubricating oil is not supplied to the bearing and the amount of the lubricating oil in the bearing is small, the flow of the lubricating oil does not occur due to the pumping action, and the
以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受10によれば、保持器14の大径側円環部15に、毛管力で潤滑油を保持する3つの保油孔20が大径側円環部15を軸方向に貫通して形成されるため、軸受10に潤滑油が供給されず軸受10内の潤滑油が微量になったとしても、保油孔20に蓄えられた潤滑油が円すいころ13の大径側端面13bに供給される。このため、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても軸受10の焼付きを防止することができる。
As described above, according to the tapered
また、保油孔20の径方向幅Wを0.5mm以下に設定して強い毛管力を得ているので、軸受静止時に保油孔20のみで潤滑油を長時間保持することができる。また、保油孔20の最も外径側の面21が軸受中心軸CLと略平行に形成されるため、保油孔20内の潤滑油に作用する軸受回転に伴う遠心力の影響を最小限にし、軸受回転に伴う遠心力が作用したとしても保油孔20に潤滑油を長時間保持することができる。さらに、保油孔20の径方向幅Wが、軸方向外側から軸方向内側に向かうに従って次第に小さくなるように設定されるため、毛管力が円すいころ13に潤滑油を接近させる方向に働き、保油孔20が円すいころ13の大径側端面13bに接したときに安定した給油を行うことができる。
Further, since the radial width W of the
また、本実施形態の円すいころ軸受10によれば、潤滑油量を大幅に減らすことができるので、潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。また、例えば、歯車による跳ね掛けなどによって潤滑油を微量でも供給できる構造(図10参照)とすれば、潤滑油ポンプや給油路を廃止することもでき、これにより、潤滑システム全体の軽量コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
Further, according to the tapered
また、本実施形態の円すいころ軸受10によれば、潤滑油が軸受内に断続的に供給される、或いは、軸受内の潤滑油が微量である潤滑環境下でも、焼付きを防止して軸受性能や潤滑効果を長期間に亘って維持することができる。このため、本実施形態の円すいころ軸受10は、例えば、一部のハイブリッド車のトランスミッションのようにエンジン停止時に潤滑油ポンプが一時的に停止する機構に好適に用いることができ、また、自動車の被牽引時に潤滑油ポンプが作動せずに潤滑油の十分な供給が困難な状況などに対応することができる。
Further, according to the tapered
ここで、本明細書における潤滑油が微量である潤滑環境下について説明する。例えば、自動車などのトランスミッションの場合、潤滑油の供給方法として、図9に示す潤滑油ポンプPによる潤滑油の圧送と、図10に示す歯車Gによる潤滑油の跳ね掛けとの2通りが一般的に知られている。 Here, a lubrication environment in which the amount of lubricating oil in the present specification is very small will be described. For example, in the case of a transmission such as an automobile, there are generally two methods of supplying lubricating oil: pumping the lubricating oil by the lubricating oil pump P shown in FIG. 9 and splashing the lubricating oil by the gear G shown in FIG. Known for.
潤滑油ポンプPにより潤滑油を圧送する構造としては、図9に示すように、円すいころ軸受10の外輪11がハウジングHに内嵌され、内輪12が回転軸Aに外嵌されており、ハウジングHに軸受10に連通する給油路Rが設けられ、この給油路Rに潤滑油ポンプPが接続される構造が一般的に知られている。この構造の場合、潤滑油ポンプPから圧送された潤滑油が給油路Rを介して軸受10に供給される。
As a structure for pumping lubricating oil by the lubricating oil pump P, as shown in FIG. 9, the
また、歯車Gにより潤滑油を跳ね掛ける構造としては、図10に示すように、円すいころ軸受10の外輪11がハウジングHに内嵌され、内輪12が回転軸Aに外嵌されており、回転軸Aに内輪12と隣接して歯車Gが設けられる構造が一般的に知られている。この構造の場合、歯車Gに付着している潤滑油が軸回転に伴う遠心力により飛散し、飛散した潤滑油が軸受10に付着して給油される。
Further, as a structure in which the lubricating oil is splashed by the gear G, as shown in FIG. 10, the
上記した2通りの構造では、軸受の焼付きを防止するため、50cc/minから1000cc/min程度の潤滑油量が供給されている。そして、この潤滑油量が10cc/minを下回ると潤滑油不足に伴う油膜不足により発熱や焼付きが起こりやすくなり、0cc/min(無潤滑油)では焼付きが生じる。本発明は、無潤滑状態ではなく希薄潤滑状態への対応であり、潤滑油が微量である潤滑環境下、具体的には、0.01cc/min〜10cc/min程度の希薄潤滑状態で大きな効果を発揮する。 In the above two types of structures, an amount of lubricating oil of about 50 cc / min to 1000 cc / min is supplied in order to prevent seizure of the bearing. If the amount of the lubricating oil is less than 10 cc / min, heat generation and seizure are likely to occur due to the lack of oil film due to the shortage of the lubricating oil, and seizure occurs at 0 cc / min (non-lubricated oil). The present invention corresponds to a dilute lubricated state rather than a non-lubricated state, and has a great effect in a lubricating environment where a small amount of lubricating oil is used, specifically, in a dilute lubricated state of about 0.01 cc / min to 10 cc / min. Demonstrate.
次に、本明細書における潤滑油が断続的に供給される環境について説明する。例えば、ハイブリッド車では、エンジンを停止したまま電動モータで走行するモードがある。このモード中は、エンジンと直結した潤滑油ポンプだけの構造では、軸受に潤滑油が給油されない状態で走行が行われる。このため、数分程度までの無給油走行状態が発生するが、軸受はこの間に焼付きを起こしてはならない。この電動走行時間はバッテリーの進化と共に延長させたいニーズがある。現状では焼付き防止のために一定間隔毎にエンジンを回し、潤滑油ポンプを作動させる制御を行っている車種もある。この課題を解決するには、電動潤滑油ポンプをシステムに追加するか、本発明のような無潤滑で焼付きにくい軸受の採用が必要となる。本発明では、焼付きまでの時間は保油孔に蓄えられる潤滑油量と関連があることから、潤滑油量を増やすことで無潤滑適用時間を数十分から数時間と大幅に延長させることが可能である。潤滑油量の拡大には、例えば、保油孔の数の増加や保油孔の面積の拡大で対応できる。 Next, the environment in which the lubricating oil is intermittently supplied in the present specification will be described. For example, in a hybrid vehicle, there is a mode in which the vehicle runs on an electric motor with the engine stopped. In this mode, in the structure of only the lubricating oil pump directly connected to the engine, running is performed in a state where the lubricating oil is not supplied to the bearings. For this reason, a non-lubricated running state occurs for up to several minutes, but the bearing must not seize during this period. There is a need to extend this electric running time with the evolution of batteries. At present, in order to prevent seizure, there are some models that control the operation of the lubricating oil pump by rotating the engine at regular intervals. To solve this problem, it is necessary to add an electric lubricating oil pump to the system or to adopt a non-lubricating and seizure-resistant bearing as in the present invention. In the present invention, since the time until seizure is related to the amount of lubricating oil stored in the oil retention holes, the non-lubricating application time can be significantly extended from several tens of minutes to several hours by increasing the amount of lubricating oil. Is possible. The increase in the amount of lubricating oil can be dealt with, for example, by increasing the number of oil retention holes or increasing the area of the oil retention holes.
また、乗用車は、故障時やキャンピングカーなどの大型車両での移動先での補助用車両として牽引されることがある。このようなときは、車両の駆動輪を台車などに載せることで空転を防止することが可能であるが、現実には、駆動輪を空転させながら牽引される事例が起こっている。この場合、駆動伝達はなく無負荷空転のため軸受の負担も軽微であるが、円すいころ軸受の場合、一般的に予圧をかけて使用されるため、予圧分の負荷が常に作用している。そして、この空転状態では、エンジンや電動潤滑油ポンプが稼働せず、潤滑油ポンプは停止しているため、軸受は焼付きを起こしやすい。この対策のために、跳ね掛け給油が起こるように駆動装置に工夫を施している車種もある。本発明では、潤滑油ポンプが停止しても、保油孔に蓄えられた潤滑油がなくなるまで軸受に給油を行えるため、跳ね掛けが不十分又は跳ね掛けがないような被牽引状態でも耐焼付き性を大幅に向上することができる。 In addition, a passenger car may be towed as an auxiliary vehicle in the event of a breakdown or at a destination of a large vehicle such as a camper. In such a case, it is possible to prevent idling by mounting the drive wheels of the vehicle on a trolley or the like, but in reality, there are cases where the drive wheels are towed while idling. In this case, there is no drive transmission and the bearing is lightly loaded because of no-load idling. However, in the case of tapered roller bearings, preload is generally applied and the load for the preload is always applied. In this idling state, the engine and the electric lubricating oil pump do not operate, and the lubricating oil pump is stopped, so that the bearings are liable to seize. As a countermeasure for this, some models have devised a drive device so that splash refueling occurs. In the present invention, even if the lubricating oil pump is stopped, the bearings can be refueled until the lubricating oil stored in the oil holding holes is exhausted. The sex can be greatly improved.
また、極寒環境での始動時には、潤滑油が凍結し、潤滑油ポンプによる給油も跳ね掛けによる給油も起こらない現象が一時的に発生する。この場合は、凍結した潤滑油が温まって溶けるまでの間、軸受自身に付着していた僅かな油分で潤滑を賄わなければならない。そして、本発明では、凍結した潤滑油が保油孔に蓄えられているため、軸受の発熱に伴い徐々に溶けながら潤滑するため、耐焼付き性を飛躍的に向上することができる。 In addition, when starting in an extremely cold environment, the lubricating oil freezes, and a phenomenon occurs in which neither lubrication by the lubricating oil pump nor refueling by splashing occurs temporarily. In this case, the lubrication must be covered by a small amount of oil adhering to the bearing itself until the frozen lubricating oil warms and melts. Further, in the present invention, since the frozen lubricating oil is stored in the oil retention holes, the lubricating oil is lubricated while gradually melting as the bearing generates heat, so that the seizure resistance can be dramatically improved.
次に、図4を参照して、本実施形態の第1変形例を説明する。本変形例では、保持器14の大径側円環部15に、円形状の保油孔20の代わりに、大径側円環部15の周方向に沿ったスリット形状の保油孔30が形成されている。この保油孔30は、大径側円環部15を軸方向に貫通して形成されている。また、スリット形状の保油孔30の長手方向両端辺である一対の端部連結辺31は、略半円形状に形成されている。本変形例によれば、保油孔30が大径側円環部15の周方向に沿ったスリット形状に形成されるため、保油孔30に蓄えられる潤滑油量を増やすことができる。
Next, a first modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, in the large-
本変形例によれば、保油孔30の径方向幅を0.5mm以下に設定して強い毛管力を得ているので、軸受静止時に保油孔30のみで潤滑油を長時間保持することができる。また、保油孔30の外径側の面が軸受中心軸と略平行に形成されるため、保油孔30内の潤滑油に作用する軸受回転に伴う遠心力の影響を最小限にし、軸受回転に伴う遠心力が作用したとしても保油孔30に潤滑油を長時間保持することができる。さらに、保油孔30の径方向幅が、軸方向外側から軸方向内側に向かうに従って次第に小さくなるように設定されるため、毛管力が円すいころ13に潤滑油を接近させる方向に働き、保油孔30が円すいころ13の大径側端面13bに接したときに安定した給油を行うことができる。なお、保油孔30の断面形状は、図1に示した保油孔20と同様である。
According to this modification, since the radial width of the
また、保油孔30は、円環状の接触面13eとポケット面15aとが円すいころ13の長手方向において重なり合う領域に収まるように設けられている。これにより、保油孔30の長手方向の端部である溝端部30aが、円すいころ13の大径側端面13bと接触する位置に配置されるため、溝端部30aに集まった潤滑油を溝端部30aから円すいころ13の大径側端面13bに効率よく供給することができる。
Further, the
次に、図5を参照して、本実施形態の第2変形例を説明する。本変形例では、第1変形例における保油孔30の一対の端部連結辺31が、大径側円環部15の径方向外側に向かうに従って互いの周方向間隔が大きくなるように傾斜して形成されている。この場合、保油孔30の溝端部30aが鋭角に形成されるため、溝端部30aで生じる毛管力を高くすることができる。
Next, a second modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, the pair of
次に、図6を参照して、本実施形態の第3変形例を説明する。本変形例では、第1変形例におけるスリット形状の保油孔30が周方向で2つに分割されている。本変形例によれば、保持器14の強度を高めることができる。なお、保油孔30の分割数は任意である。また、本変形例では、保油孔30の全域が円すいころ13の大径側端面13bと接触する必要はなく、2箇所ある溝端部30aのうちの少なくとも1箇所が大径側端面13bと接触すればよい。これは、保油孔30の開口部の中では溝端部30aの毛管力が最も高く、溝端部30aが円すいころ13の大径側端面13b(円環状の接触面13e)と接していれば、給油が行えるためである。また、保油孔30の径方向幅を0.5mm以下として、保油孔30のみで十分な保油力を有しているので、保油孔30の開口部を円すいころ13の大径側端面13bで塞がなくても、長期に亘り安定して円すいころ13に給油することができる。
Next, a third modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, the slit-shaped
次に、図7を参照して、本実施形態の第4変形例を説明する。本変形例では、第2変形例におけるスリット形状の保油孔30が周方向で2つに分割されている。本変形例によれば、保持器14の強度を高めることができる。なお、保油孔30の分割数は任意である。
Next, a fourth modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. 7. In this modification, the slit-shaped
次に、図8を参照して、本実施形態の第5変形例を説明する。本変形例では、第1変形例におけるスリット形状の保油孔30が周方向で2つに分割されると共に、2つの保油孔30の軸方向外端部が周方向に連結されている。そして、この連結された部分は、潤滑油を蓄えるための油貯蓄部32となる。本変形例によれば、保持器14の強度を高めることができると共に、保油孔30に蓄えられる潤滑油量を増やすことができる。なお、保油孔30の分割数は任意である。なお、保油孔30と油貯蓄部32を含む断面形状は、図1に示した保油孔20と同様である。
Next, a fifth modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, the slit-shaped
なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 The present invention is not limited to those exemplified in the above embodiments, and can be appropriately modified without departing from the gist of the present invention.
10 円すいころ軸受
11 外輪
11a 外輪軌道面
12 内輪
12a 内輪軌道面
13 円すいころ
13a 転動面
13b 大径側端面
13c 小径側端面
13d 凹部
13e 円環状の接触面
14 保持器
15 大径側円環部
15a 軸方向内端面(ポケット面)
16 小径側円環部
16a 軸方向内端面
17 柱部
18 ポケット
20 保油孔(円形状)
21 保油孔の最も外径側の面
22 保油孔の最も内径側の面
30 保油孔(スリット形状)
30a 溝端部
31 端部連結辺
CL 軸受中心軸
W 保油孔の径方向幅
W1 保油孔の軸方向外端の径方向幅
W2 保油孔の軸方向内端の径方向幅
10
16 Small
21 The outermost surface of the
Claims (6)
前記保持器は、大径側円環部と、前記大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、前記大径側円環部と前記小径側円環部とを軸方向に連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記円すいころを転動可能に保持するポケットと、を有する円すいころ軸受であって、
前記大径側円環部には、毛管力で潤滑油を保持する少なくとも1つの保油孔が前記大径側円環部を軸方向に貫通して形成され、
前記保油孔の径方向幅は、0.5mm以下で軸方向外側から軸方向内側に向かうに従って次第に小さくなるように設定され、
前記保油孔の最も外径側の面が軸受中心軸と略平行に形成されることを特徴とする円すいころ軸受。 An outer ring having an outer ring raceway surface on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway surface on an outer peripheral surface, a plurality of tapered rollers provided to be rollable between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface, and the plurality of tapered rollers. It is equipped with a cage that holds the tapered rollers at approximately equal intervals in the circumferential direction.
The cage has a large diameter side annular portion, a small diameter side annular portion coaxially arranged with the large diameter side annular portion, and the large diameter side annular portion and the small diameter side annular portion as axes. A cone having a plurality of pillars connected in the direction and provided at substantially equal intervals in the circumferential direction, and a pocket formed between the pillars adjacent to each other in the circumferential direction and holding the tapered rollers so as to be rollable. Roller bearings
At least one oil-retaining hole for holding the lubricating oil by capillary force is formed in the large-diameter annulus portion so as to penetrate the large-diameter annulus portion in the axial direction.
The radial width of the oil retention hole is set to be 0.5 mm or less and gradually becomes smaller from the outer side in the axial direction to the inner side in the axial direction.
A tapered roller bearing characterized in that the outermost surface of the oil retention hole is formed substantially parallel to the bearing central axis.
前記保油孔の前記円すいころ側の開口は、前記円環状の接触面と前記大径側円環部の軸方向内端面とが前記円すいころの長手方向において重なり合う領域に収まるように設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の円すいころ軸受。 The large-diameter end face of the tapered roller is provided around the circular recess formed in the center of the large-diameter end face and the concave, and is in contact with the axial inner end surface of the large-diameter ring portion. With a possible annular contact surface,
The opening on the tapered roller side of the oil retention hole is provided so that the contact surface of the annular contact surface and the axial inner end surface of the large diameter side annular portion are contained in a region where the tapered roller is overlapped in the longitudinal direction. The tapered roller bearing according to any one of claims 1 to 3.
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WO2023090208A1 (en) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | 日本精工株式会社 | Tapered roller bearing |
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